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基于STM8S103F3P6、OLED12864、BMP180和DS3231的手表设计

  [复制链接]
ID:362076 发表于 2019-3-9 16:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
本制作仅设计了基本功能，即基于题目所述器件的基本使用，为有兴趣的人提供了设计参考雏形和界面UI灵感。如需优化，可以参考如下方面：
1.添加电池供电电路
2.添加蓝牙功能和时间修改接口以便于上位机通信
3.低功耗设计，包括延时灭屏、ADC/温度气压触发更新等
4.可以考虑添加更多功能，例如基于加速度计的计步功能、基于角度传感器的抬腕显示功能以及基于心率传感器的心率监测等。


本设计采用STM8S103F3P6核心板主控。实时时钟RTC芯片采用DS3231；气压和温度数据来自BMP180；供电电压测量数据由片内ADC第七通道数值读取和换算得到；显示模块采用SSD1306驱动的OLED12864模块，通讯接口为IIC。另外，专门对6X8、12X24的数字字体进行重新设计，使之观看起来更加舒适，字体取模方式见工程中说明。

为了方便读者各部分分开使用的需求，虽然这几个器件都是IIC，我却没有使用IIC总线连接方式，各个器件都以模拟IIC连接，各个器件的定义都在其C文件中。

如需移植到51，需要做以下更改：
1.引脚定义的函数都删掉，用sbit定义连接
2.IIC的SDA引脚不分IN/OUT
3.修改头文件
4.修改_Bool数据类型为bit
另外注意，本程序需要7K左右的Flash。


【整体连接】
因为不想在这个上面浪费时间，所以硬件部分直接使用OK飞线连接的，具体接线方式见下文

几个部分的连接.jpg
【显示屏界面设计】
日期部分原本想放计步功能的，因为有其他事情要忙，就没做这个功能，用日期占位了。

显示屏.jpg
【显示屏和BMP180】
BMP180和DS3231是用热熔胶粘在一起了的。

显示屏和BMP180.jpg
【显示屏和DS3231】

显示屏和DS3231.jpg

【核心板引脚分配】
这个是用STM8CubeMX做的，因为各个不菲都是用的模块，所以连线非常方便，也不用什么额外的上拉电阻滤波电容之类的。

引脚连接.png

【主程序】
  1. #include"iostm8s103f3.h"
  2. #include"init.c"
  3. #include"OLED12864.c"
  4. #include"OLED12864_6X8.c"
  5. #include"OLED12864_8X16.c"
  6. #include"OLED12864_12X24.c"
  7. #include"DS3231.c"
  8. #include"BMP180.c"
  9. #include"ADC.c"

  11. /************************************************************
  12. 名称：基于STM8S103F3P6、OLED12864、BMP180和DS3231的手表设计
  13. 平台：STM8S103F3P6，HSI：16MHz不分频，Flash：8K，RAM：1K
  14. 简介：本设计采用STM8S103F3P6核心板主控。
  15.         实时时钟RTC芯片采用DS3231；
  16.         气压和温度数据来自BMP180；
  17.         供电电压测量数据由片内ADC第七通道数值读取和换算得到；
  18.         显示模块采用SSD1306驱动的OLED12864模块，通讯接口为IIC。

  20.         另外，专门对6X8、12X24的数字字体进行重新设计，
  21.         使之观看起来更加舒适，字体取模方式见工程中说明。

  23. 注意：本制作仅设计了基本功能，即基于上述器件的基本使用，
  24.         为有兴趣的人提供了设计参考雏形和界面UI灵感。
  25.         如需优化，可以参考如下方面：
  26.         1.添加电池供电电路
  27.         2.添加蓝牙功能和时间修改接口以便于上位机通信
  28.         3.低功耗设计，包括延时灭屏、ADC/温度气压触发更新等
  29.         4.可以考虑添加更多功能，例如基于加速度计的计步功能、
  30.                 基于角度传感器的抬腕显示功能以及基于心率传感器的
  31.                 心率监测等。

  33. 程序编写：凌净清河
  34. 硬件制作：凌净欣羽
  35. 文稿排版：凌净欣羽

  37. 日期：2019年3月9日
  38. 声明：如您直接使用本例程或进行较大程度的借鉴，请注明程序出处，谢谢！
  39. 所属：新矿城学习基地#2019
  40. ************************************************************/

  42. //运行数组
  43. unsigned char Display_Time[6]={0};
  44. unsigned char Display_Date[9]={2,0,1,9,0,3,0,9,6};
  45. unsigned char Display_Pressure[4]={0};//前3位为整数部分，后1位是小数部分
  46. unsigned char Display_Temperature[3]={0};//前2位为整数部分，后1位是小数部分
  47. unsigned char Display_Voltage[3]={0};//前1位为整数部分，后2位是小数部分

  49. //静态显示，上电只运行一次
  50. void Display_Flash_Fixed()
  51. {
  52.         OLED12864_6X8_AnyChar(18,0,'.',1);
  53.         OLED12864_6X8_AnyString(30,0,"Kpa",0);
  54.         OLED12864_6X8_AnyChar(69,0,'.',1);
  55.         OLED12864_6X8_AnyChar(87,0,'V',0);
  56.         OLED12864_6X8_AnyChar(110,0,'.',1);
  57.         OLED12864_6X8_AnyChar(122,0,'C',0);
  58.         OLED12864_12X24_MH(40,1);
  59.         OLED12864_12X24_MH(76,1);
  60.         _OLED12864_8X16_AnyChar(40,5,'.',1);
  61.         _OLED12864_8X16_AnyChar(64,5,'.',1);
  62.         OLED12864_6X8_AnyString(1,7,"  Linyar Lab. Watch  ",0);
  63. }

  65. //动态扫描，刷新变化的数据
  66. void Display_Flash_Dynamic()
  67. {
  68.         //气压显示
  69.         if(Display_Pressure[0]==0)
  70.         {
  71.                 OLED12864_6X8_AnyChar(0,0,' ',1);
  72.         }
  73.         else
  74.         {
  75.                 OLED12864_6X8_AnyNumber(0,0,Display_Pressure[0],1);
  76.         }
  77.         OLED12864_6X8_AnyNumber(6,0,Display_Pressure[1],1);
  78.         OLED12864_6X8_AnyNumber(12,0,Display_Pressure[2],1);
  79.         OLED12864_6X8_AnyNumber(24,0,Display_Pressure[3],1);
  80.         //电压显示
  81.         OLED12864_6X8_AnyNumber(63,0,Display_Voltage[0],1);
  82.         OLED12864_6X8_AnyNumber(75,0,Display_Voltage[1],1);
  83.         OLED12864_6X8_AnyNumber(81,0,Display_Voltage[2],1);
  84.         //温度显示
  85.         if(Display_Temperature[0]==0)
  86.         {
  87.                 OLED12864_6X8_AnyChar(98,0,' ',1);
  88.         }
  89.         else
  90.         {
  91.                 OLED12864_6X8_AnyNumber(98,0,Display_Temperature[0],1);
  92.         }
  93.         OLED12864_6X8_AnyNumber(104,0,Display_Temperature[1],1);
  94.         OLED12864_6X8_AnyNumber(116,0,Display_Temperature[2],1);
  95.         //时间显示
  96.         OLED12864_12X24_AnyNumber(16,1,Display_Time[0]);
  97.         OLED12864_12X24_AnyNumber(28,1,Display_Time[1]);
  98.         OLED12864_12X24_AnyNumber(52,1,Display_Time[2]);
  99.         OLED12864_12X24_AnyNumber(64,1,Display_Time[3]);
  100.         OLED12864_12X24_AnyNumber(88,1,Display_Time[4]);
  101.         OLED12864_12X24_AnyNumber(100,1,Display_Time[5]);
  102.         //日期显示
  103.         OLED12864_8X16_AnyNumber(8,5,Display_Date[0]);
  104.         OLED12864_8X16_AnyNumber(16,5,Display_Date[1]);
  105.         OLED12864_8X16_AnyNumber(24,5,Display_Date[2]);
  106.         OLED12864_8X16_AnyNumber(32,5,Display_Date[3]);
  107.         if(Display_Date[4]==0)
  108.         {
  109.                 _OLED12864_8X16_AnyChar(48,5,' ',1);
  110.         }
  111.         else
  112.         {
  113.                 OLED12864_8X16_AnyNumber(48,5,Display_Date[4]);
  114.         }
  115.         OLED12864_8X16_AnyNumber(56,5,Display_Date[5]);
  116.         if(Display_Date[6]==0)
  117.         {
  118.                 _OLED12864_8X16_AnyChar(72,5,' ',1);
  119.         }
  120.         else
  121.         {
  122.                 OLED12864_8X16_AnyNumber(72,5,Display_Date[6]);
  123.         }
  124.         OLED12864_8X16_AnyNumber(80,5,Display_Date[7]);
  125.         //星期显示
  126.         switch(Display_Date[8])
  127.         {
  128.                 case 1:OLED12864_8X16_AnyString(96,5,"MON");break;
  129.                 case 2:OLED12864_8X16_AnyString(96,5,"TUE");break;
  130.                 case 3:OLED12864_8X16_AnyString(96,5,"WED");break;
  131.                 case 4:OLED12864_8X16_AnyString(96,5,"THU");break;
  132.                 case 5:OLED12864_8X16_AnyString(96,5,"FRI");break;
  133.                 case 6:OLED12864_8X16_AnyString(96,5,"SAT");break;
  134.                 case 7:OLED12864_8X16_AnyString(96,5,"SUN");break;
  135.                 default:OLED12864_8X16_AnyString(96,5,"ERR");break;
  136.         }
  137. }

  139. void Get_Time()
  140. {
  141.         DS3231_Get_Time();
  142.         //时间取显示位
  143.         Display_Time[0]=DS3231_Time_Buffer[2]>>4;
  144.         Display_Time[1]=DS3231_Time_Buffer[2]&0x0f;
  145.         Display_Time[2]=DS3231_Time_Buffer[1]>>4;
  146.         Display_Time[3]=DS3231_Time_Buffer[1]&0x0f;
  147.         Display_Time[4]=DS3231_Time_Buffer[0]>>4;
  148.         Display_Time[5]=DS3231_Time_Buffer[0]&0x0f;
  149.         //日期取显示位
  150.         Display_Date[2]=DS3231_Time_Buffer[6]>>4;
  151.         Display_Date[3]=DS3231_Time_Buffer[6]&0x0f;
  152.         Display_Date[4]=DS3231_Time_Buffer[5]>>4;
  153.         Display_Date[5]=DS3231_Time_Buffer[5]&0x0f;
  154.         Display_Date[6]=DS3231_Time_Buffer[4]>>4;
  155.         Display_Date[7]=DS3231_Time_Buffer[4]&0x0f;
  156.         Display_Date[8]=DS3231_Time_Buffer[3]&0x0f;
  157. }

  159. void Get_Temp()
  160. {
  161.         BMP180_Calculate();
  162.         Display_Temperature[0]=BMP180_Temperature/100;
  163.         Display_Temperature[1]=BMP180_Temperature%100/10;
  164.         Display_Temperature[2]=BMP180_Temperature%10;
  165.         Display_Pressure[0]=BMP180_Pressure/100000;
  166.         Display_Pressure[1]=BMP180_Pressure%100000/10000;
  167.         Display_Pressure[2]=BMP180_Pressure%10000/1000;
  168.         Display_Pressure[3]=BMP180_Pressure%1000/100;
  169. }

  171. void Get_VCC()
  172. {
  173.         unsigned int ADC_Value=0;//ADC转换结果值
  174.         unsigned int Voltage_VCC=0;//推算出的VCC电压值，单位毫伏
  175.         ADC_Value=Get_ADC1_Value();
  176.         Voltage_VCC=(unsigned int)((1250.4799/(float)ADC_Value)*1000);
  177.         Display_Voltage[0]=(Voltage_VCC)/1000;
  178.         Display_Voltage[1]=(Voltage_VCC%1000)/100;
  179.         Display_Voltage[2]=(Voltage_VCC%100)/10;
  180. }

  182. void sys_init()
  183. {
  184.         CLK_init();
  185.         ADC1_Init();
  186.         OLED12864_IIC_OUT();
  187.         OLED_Init();
  188.         DS3231_IIC_OUT();
  189.         BMP180_IIC_OUT();
  190.         Init_BMP180();
  191.         Display_Flash_Fixed();
  192.         DS3231_Set_Time(DS3231_Time_Buffer);
  193. }

  195. void main()
  196. {
  197.         sys_init();
  198.         while(1)
  199.         {
  200.                 Get_Time();//日期时间获取和转换
  201.                 Get_Temp();//气压温度获取和转换
  202.                 Get_VCC();//电源电压获取和转换
  203.                 Display_Flash_Dynamic();//动态扫描，刷新变化的数据
  204.         }
  205. }
复制代码

【程序下载】
基于STM8S103的手表设计 发布版 凌净清河.zip (2.95 MB, 下载次数: 255)
STM8S103, BMP180, DS3231, 手表, OLED12864

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ID:251455 发表于 2019-3-19 17:13 | 显示全部楼层
正好在学习STM8，谢谢楼主了

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ID:284488 发表于 2019-3-25 10:12 | 显示全部楼层
正好需要了解，下载学习了，感谢楼主分享。不了解之处还要跟楼主多多请教。

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ID:333807 发表于 2019-4-4 09:54 | 显示全部楼层
正好需要了解，下载学习了，感谢楼主分享。不了解之处还要跟楼主多多请教。

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ID:236621 发表于 2019-5-20 20:48 | 显示全部楼层
学习学习
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ID:326044 发表于 2019-5-20 21:46 | 显示全部楼层
正好在学习STM8，谢谢楼主了
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ID:124851 发表于 2019-6-10 05:08 | 显示全部楼层
如何增加按键，对时间和日期进行修改？
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ID:555941 发表于 2019-6-11 23:23 来自手机 | 显示全部楼层
感谢楼主分享，抱拳
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ID:334781 发表于 2019-7-28 12:17 | 显示全部楼层
51hei 论坛真的很好，感谢大师们的无私奉献，谢谢，收下了。
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ID:362076 发表于 2019-7-29 14:25 | 显示全部楼层
wjnnlove 发表于 2019-6-10 05:08
如何增加按键，对时间和日期进行修改？

这个嘛，实现方式还是很多的，后续我会发一个手表设计的改进版，那个有无线调时功能，期待一下吧~
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ID:257024 发表于 2019-10-12 12:52 | 显示全部楼层
刚好想做一个DS3231时钟时找到这篇。感谢大师的无私奉献。谢谢。

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凌净清河 + 5 不用谢

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ID:230666 发表于 2020-1-16 11:56 | 显示全部楼层
感谢大师的无私奉献。谢谢。 研究研究bmp180

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凌净清河 + 5 不用谢

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ID:230666 发表于 2020-1-18 16:40 | 显示全部楼层
已经成功驱动bmp180  使用f103c8t6

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凌净清河 + 5 good

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ID:334781 发表于 2020-1-31 18:47 | 显示全部楼层
正好需要呢，用STM32F0 搞了一天，时间 就是不走，谢谢了
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ID:579587 发表于 2020-3-24 09:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 hdhgsdhuers 于 2020-3-24 09:47 编辑



感谢提供源码正好搞ds3231和oled，可能是oled型号不同楼主提供的代码无法显示，花了点时间替换成可以用的，ds3231正常时间可以走 WIN_20200324_09_45_50_Pro.jpg

WIN_20200324_09_45_45_Pro.jpg

。

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凌净清河 + 5 斯国一！！

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ID:696971 发表于 2020-4-16 14:25 | 显示全部楼层


感谢，学习学习，要转战stm了~
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ID:548321 发表于 2020-9-16 16:57 | 显示全部楼层
正在学习STM8S103P如何读取BMP180的数据，好不容易找到这篇质量比较高的帖子，想下载程序好好学习一下,正在努力赚黑币
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ID:496706 发表于 2020-9-25 15:19 | 显示全部楼层
有办法显示图片吗，小白请示
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ID:362076 发表于 2020-9-27 13:55 | 显示全部楼层
buxy 发表于 2020-9-25 15:19
有办法显示图片吗，小白请示

可以，例如全图显示，可以对128*64的图像二值化并取模，而后使用相应的写函数去刷图像就可以了。如果是任意像素的图像，建议使用帧缓冲区。
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ID:337139 发表于 2020-11-7 13:55 | 显示全部楼层
现在正在做这个设计！
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ID:884042 发表于 2022-4-3 22:26 | 显示全部楼层
建议楼主加上按键，把它改成可以调时间，然后过段时间就会自动熄屏的
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